JP6247072B2

JP6247072B2 - mechanical seal

Info

Publication number: JP6247072B2
Application number: JP2013223425A
Authority: JP
Inventors: 崇人福本; 貴規木久山
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: JP2015086889A

Description

本発明は、メカニカルシールに関するものである。 The present invention relates to a mechanical seal.

軸とケーシングとの間に形成される環状空間に存在する流体が外部へ漏れるのを防止するためのメカニカルシールとして、例えば図１０に示すものがある。このメカニカルシール９０は、ケーシング９１に対して軸９２が回転する機器に適用されており、軸９２と一体回転する回転密封環９３と、ケーシング９１側に取り付けられた静止密封環９５と、静止密封環９５に対して回転密封環９３を押し付けるためのコイルスプリング（ばね）９７とを備えている。回転密封環９３は、軸方向の一方側にシール面９４を有しており、静止密封環９５は、このシール面９４に対面するシール面９６を有している。 As a mechanical seal for preventing fluid existing in an annular space formed between the shaft and the casing from leaking to the outside, there is, for example, one shown in FIG. The mechanical seal 90 is applied to a device in which a shaft 92 rotates with respect to a casing 91, a rotary sealing ring 93 that rotates integrally with the shaft 92, a stationary sealing ring 95 attached to the casing 91 side, and a stationary sealing. A coil spring (spring) 97 for pressing the rotary sealing ring 93 against the ring 95 is provided. The rotary seal ring 93 has a seal surface 94 on one axial side, and the stationary seal ring 95 has a seal surface 96 facing the seal surface 94.

軸９２の外周側には環状の取付部材９８が外嵌し固定されており、コイルスプリング９７はこの取付部材９８と回転密封環９３との間に圧縮された状態で設けられている。
図１１は、コイルスプリング９７の配置を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。この図１１に示すように、従来のメカニカルシールでは、コイルスプリング９７は周方向に沿って等間隔で配置されており、これら全てのばね９７の特性（ばね定数）は同じとされている。
これにより、複数のコイルスプリング９７が協働して、周方向に均等な力で回転密封環９３（図１０参照）を静止密封環９５に向かって押し付けることができ、回転密封環９３のシール面９４と静止密封環９５のシール面９６との間に生じる面圧は、周方向に変化せず均等となる。 An annular mounting member 98 is externally fitted and fixed to the outer peripheral side of the shaft 92, and the coil spring 97 is provided in a compressed state between the mounting member 98 and the rotary seal ring 93.
FIG. 11 is an explanatory view for explaining the arrangement of the coil spring 97, and is a view when the mechanical seal is viewed from the axial direction. As shown in FIG. 11, in the conventional mechanical seal, the coil springs 97 are arranged at equal intervals along the circumferential direction, and the characteristics (spring constant) of all these springs 97 are the same.
As a result, the plurality of coil springs 97 cooperate to press the rotary seal ring 93 (see FIG. 10) toward the stationary seal ring 95 with a uniform force in the circumferential direction. The surface pressure generated between 94 and the seal surface 96 of the stationary seal ring 95 is uniform without changing in the circumferential direction.

そして、軸９２とケーシング９１との間の機内領域Ａに存在する密封対象となる流体の一部が、これらシール面９４，９６間に浸入することができ、この流体によってシール面９４，９６間に潤滑膜が形成され、メカニカルシール９０の潤滑性能を確保している。 A part of the fluid to be sealed that exists in the in-machine region A between the shaft 92 and the casing 91 can enter between the seal surfaces 94 and 96, and the fluid causes the gap between the seal surfaces 94 and 96. A lubricating film is formed on the surface to ensure the lubricating performance of the mechanical seal 90.

特開２００２−１４７６１７号公報JP 2002-147617 A

前記のとおり、従来のメカニカルシール９０では、コイルスプリング９７を周方向に沿って等間隔に配置することで、静止密封環９５に対して回転密封環９３を軸方向に向かって直線的に押すことができ、また、軸９２の振動（振れ）やケーシング９１と軸９２との直角度（平行度）のずれ等によって発生する回転密封環９３と静止密封環９５との相対的な位置変動を吸収することができる。また、周方向に沿って等間隔に配置した複数のコイルスプリング９７が、周方向に均等となる力で回転密封環９３を静止密封環９５に対して押し付けることで、これら密封環９３，９５に偏った変形が発生しにくくなり、シール面９４，９６間の精度を維持してシール性能を確保するようにしている。 As described above, in the conventional mechanical seal 90, the rotary seal ring 93 is linearly pushed in the axial direction with respect to the stationary seal ring 95 by arranging the coil springs 97 at equal intervals along the circumferential direction. In addition, it absorbs relative positional fluctuations between the rotating seal ring 93 and the stationary seal ring 95 caused by vibration (vibration) of the shaft 92 and deviation of perpendicularity (parallelism) between the casing 91 and the shaft 92. can do. Further, the plurality of coil springs 97 arranged at equal intervals along the circumferential direction press the rotary sealing ring 93 against the stationary sealing ring 95 with a force equal to the circumferential direction. Uneven deformation is less likely to occur, and the accuracy between the seal surfaces 94 and 96 is maintained to ensure sealing performance.

しかし、このようなメカニカルシール９０を、例えば、高温、高圧、高周速等の高負荷条件で使用する場合、シール面９４，９６間に介在すべき前記潤滑膜が気化しやすく潤滑不足となる場合がある。この場合、このメカニカルシール９０を長時間使用しているとシール面９４，９６に異常摩耗や面荒れ等が発生し、機内領域Ａの流体が機外領域Ｂへ漏れやすくなってしまうという問題点がある。特にメカニカルシール９０に対する冷却性能が低い場合、前記潤滑膜の気化がより一層生じやすく、多くの流体が漏れるおそれがある。 However, when such a mechanical seal 90 is used under high load conditions such as high temperature, high pressure, and high peripheral speed, the lubricating film to be interposed between the seal surfaces 94 and 96 is liable to vaporize and insufficient lubrication. There is a case. In this case, if this mechanical seal 90 is used for a long time, abnormal wear or surface roughness occurs on the seal surfaces 94, 96, and the fluid in the in-machine region A tends to leak into the out-of-machine region B. There is. In particular, when the cooling performance for the mechanical seal 90 is low, vaporization of the lubricating film is more likely to occur, and a large amount of fluid may leak.

そこで、本発明の目的は、シール面間の潤滑膜不良によって流体が漏れるのを抑制することが可能となるメカニカルシールを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a mechanical seal that can prevent fluid from leaking due to a defective lubricating film between seal surfaces.

（１）本発明は、軸とケーシングとの間に形成される環状空間に存在する流体が外部へ漏れるのを防止するためのメカニカルシールであって、環状の第一シール面を軸方向の一方側に有する第一密封環と、前記第一シール面に摺接する環状の第二シール面を有する第二密封環と、前記第一密封環に沿って周方向に複数設けられ当該第一密封環に軸方向力を与えて前記第一シール面を前記第二シール面に対して押し付ける複数の弾性部材と、を備え、前記複数の弾性部材は、周方向に連続して並ぶ所定数の前記弾性部材により構成されるグループに複数区分され、前記第一密封環には、当該グループに属する前記弾性部材の軸方向力によって生じるひずみが大きくなる第一領域と、前記第一領域よりもひずみが小さくなる第二領域とが、周方向に沿って交互に存在していることを特徴とする。 (1) The present invention is a mechanical seal for preventing a fluid existing in an annular space formed between a shaft and a casing from leaking to the outside, wherein the annular first seal surface is arranged in one of the axial directions. A first seal ring on the side, a second seal ring having an annular second seal surface slidably contacting the first seal surface, and a plurality of the first seal rings provided in the circumferential direction along the first seal ring A plurality of elastic members that press the first seal surface against the second seal surface by applying an axial force to the plurality of elastic members, and the plurality of elastic members are continuously arranged in the circumferential direction. The first seal ring is divided into a plurality of groups, and the first seal ring includes a first region in which a strain generated by an axial force of the elastic member belonging to the group increases, and a strain smaller than that in the first region. The second region is the circumferential direction Along characterized in that it exists alternately.

本発明によれば、使用状態の第一密封環において、周方向に連続して並ぶ所定数の弾性部材の軸方向力によって生じるひずみが大きくなる第一領域と、この第一領域よりもひずみが小さくなる第二領域とが、周方向に沿って交互に存在していることから、第一密封環の第一シール面に微小な凹凸が形成され（第一シール面が適度に波打ち）、第一密封環の第一シール面と第二密封環の第二シール面との間に僅かな隙間が部分的に生じ、その隙間に流体が浸入することで潤滑膜が形成されやすくなり、潤滑性能が向上する。このため、シール面に異常摩耗や面荒れ等が発生しにくくなり、シール面間における流体の漏れの発生を抑制することが可能となる。 According to the present invention, in the first sealing ring in use, the first region where the strain generated by the axial force of the predetermined number of elastic members continuously arranged in the circumferential direction is increased, and the strain is larger than the first region. Since the smaller second regions are alternately present along the circumferential direction, minute irregularities are formed on the first seal surface of the first seal ring (the first seal surface is appropriately wavy), A slight gap is partly formed between the first seal surface of the one seal ring and the second seal surface of the second seal ring, and a fluid enters the gap, so that a lubricating film is easily formed, and the lubrication performance Will improve. For this reason, abnormal wear and surface roughness are less likely to occur on the seal surfaces, and it is possible to suppress the occurrence of fluid leakage between the seal surfaces.

（２）また、前記（１）のメカニカルシールにおいて、周方向で隣り合う前記グループの間には、前記弾性部材が存在しない不存在区間が介在することにより、前記第一領域と前記第二領域とが、前記第一密封環において周方向に沿って交互に存在しているのが好ましい。
この場合、各グループに属する弾性部材の軸方向力によって第一密封環の第一領域でひずみを大きくさせ、弾性部材が存在していない不存在区間によって第一密封環の第二領域でひずみを小さくさせる（ひずみをほとんど生じさせないようにする）ことができる。
（３）更に、前記（２）のメカニカルシールにおいて、前記各グループに属する前記弾性部材の周方向ピッチは、前記複数の弾性部材を周方向に沿って等間隔で配置したと仮定した場合における当該弾性部材の周方向ピッチよりも小さく設定されているのが好ましい。
この場合、各グループにおいて弾性部材を集中して配置することができ、弾性部材が存在するグループの区間と、弾性部材が存在しない不存在区間とを明確に区分けすることができる。つまり、第一領域と第二領域とを明確にして前記潤滑膜が形成されやすい構成をより一層効果的に得ることが可能となる。 (2) Further, in the mechanical seal of (1), the absence of the elastic member is interposed between the groups adjacent in the circumferential direction, whereby the first region and the second region Are preferably alternately present along the circumferential direction in the first sealing ring.
In this case, the strain in the first region of the first seal ring is increased by the axial force of the elastic member belonging to each group, and the strain in the second region of the first seal ring is caused by the absence of the elastic member. It is possible to make it small (to make almost no distortion).
(3) Further, in the mechanical seal according to (2), the circumferential pitch of the elastic members belonging to each group is based on the assumption that the plurality of elastic members are arranged at equal intervals along the circumferential direction. It is preferable to set it smaller than the circumferential pitch of the elastic member.
In this case, the elastic members can be concentrated and arranged in each group, and the section of the group where the elastic member exists and the non-existing section where the elastic member does not exist can be clearly distinguished. That is, it becomes possible to more effectively obtain a configuration in which the first region and the second region are clarified and the lubricating film is easily formed.

（４）また、前記（１）のメカニカルシールにおいて、前記複数の弾性部材は周方向に沿って等間隔で配置されており、前記所定数の弾性部材による総軸方向力が強い前記グループと、前記所定数の弾性部材による総軸方向力が弱い前記グループと、が周方向に沿って交互に配置されていることにより、前記第一領域と前記第二領域とが、前記第一密封環において周方向に沿って交互に存在しているのが好ましい。
この場合、総軸方向力が強いグループに属する弾性部材によって第一密封環の第一領域でひずみを大きくさせ、総軸方向力が弱いグループに属する弾性部材によって第一密封環の第二領域でひずみを小さくさせることができる。 (4) Further, in the mechanical seal of (1), the plurality of elastic members are arranged at equal intervals along the circumferential direction, and the group having a strong total axial force by the predetermined number of elastic members; The first region and the second region are arranged in the first seal ring by alternately arranging the groups having a weak total axial force by the predetermined number of elastic members along the circumferential direction. It is preferable that they exist alternately along the circumferential direction.
In this case, the strain is increased in the first region of the first seal ring by the elastic member belonging to the group having the strong total axial force, and the second member of the first seal ring is set by the elastic member belonging to the group having the weak total axial force. The strain can be reduced.

（５）また、前記の各メカニカルシールによれば、複数の弾性部材によって生じる第二密封環（第二シール面）に対する第一密封環（第一シール面）の押し付け力は周方向に不均一となる。しかし、前記第一領域と前記第二領域とが、第一密封環において周方向に沿って交互に存在していると共に、前記各グループに含まれる前記弾性部材の数は同じであることから、全体として力のバランスがとれたメカニカルシールが得られる。 (5) Moreover, according to each said mechanical seal, the pressing force of the 1st seal ring (1st seal surface) with respect to the 2nd seal ring (2nd seal surface) which arises with a some elastic member is non-uniform | heterogenous in the circumferential direction It becomes. However, the first region and the second region are alternately present along the circumferential direction in the first sealing ring, and the number of the elastic members included in each group is the same. A mechanical seal with a balanced force as a whole is obtained.

（６）また、前記複数の弾性部材は、２以上４以下のグループに区分されているのが好ましい。グループの数が４を超えると、ひずみが大きくなる第一領域の影響が、ひずみが小さくなるべき第二領域へ及んで第二領域でのひずみが大きくなる傾向にあり、第一密封環の第一シール面に微小な凹凸が形成されにくく（第一シール面が波打ち形状となりにくく）、第一密封環の第一シール面と第二密封環の第二シール面との間に、効果的な隙間（部分隙間）が生じ難くなる。 (6) Moreover, it is preferable that the plurality of elastic members are divided into groups of 2 or more and 4 or less. When the number of groups exceeds 4, the influence of the first region where the strain increases increases to the second region where the strain should decrease, and the strain in the second region tends to increase. It is difficult for minute irregularities to be formed on one seal surface (the first seal surface is less likely to be corrugated), and effective between the first seal surface of the first seal ring and the second seal surface of the second seal ring. A gap (partial gap) is less likely to occur.

本発明によれば、第一密封環の第一シール面と第二密封環の第二シール面との間に僅かな隙間が部分的に生じ、その隙間に流体が浸入することで潤滑膜が形成されやすくなり、潤滑性能が向上する。このため、シール面に異常摩耗や面荒れ等が発生しにくくなり、シール面間における流体の漏れの発生を抑制することが可能となる。 According to the present invention, a slight gap is partially generated between the first seal surface of the first seal ring and the second seal surface of the second seal ring, and the lubricating film is formed by fluid entering the gap. It becomes easier to form and the lubrication performance is improved. For this reason, abnormal wear and surface roughness are less likely to occur on the seal surfaces, and it is possible to suppress the occurrence of fluid leakage between the seal surfaces.

本発明のメカニカルシールを備えている軸封装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a shaft seal device provided with a mechanical seal of the present invention. コイルスプリングの配置（その１）を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。It is explanatory drawing explaining arrangement | positioning (the 1) of a coil spring, and is a figure at the time of seeing a mechanical seal from an axial direction. 第一密封環を軸方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the 1st sealing ring from the axial direction. コイルスプリングの配置（その１の変形例）を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。It is explanatory drawing explaining arrangement | positioning (the modification of the 1) of a coil spring, and is a figure at the time of seeing a mechanical seal from an axial direction. 図４の場合の第一密封環を軸方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the 1st sealing ring in the case of FIG. 4 from the axial direction. コイルスプリングの配置（その１の別の変形例）を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。It is explanatory drawing explaining arrangement | positioning (the other modification of the 1) of a coil spring, and is a figure at the time of seeing a mechanical seal from an axial direction. 図６の場合の第一密封環を軸方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the 1st sealing ring in the case of FIG. 6 from the axial direction. コイルスプリングの配置（その２）を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。It is explanatory drawing explaining arrangement | positioning (the 2) of a coil spring, and is a figure at the time of seeing a mechanical seal from an axial direction. 図８の場合の第一密封環を軸方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the 1st sealing ring in the case of FIG. 8 from the axial direction. 従来のメカニカルシールを説明するための縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the conventional mechanical seal. 従来のメカニカルシールが有するコイルスプリングの配置を説明する説明図であり、メカニカルシールを軸方向から見た場合の図である。It is explanatory drawing explaining arrangement | positioning of the coil spring which the conventional mechanical seal has, and is a figure at the time of seeing a mechanical seal from an axial direction.

以下、本発明の実施の形態を説明する。
〔全体構成について〕
図１は、本発明のメカニカルシール７を備えている軸封装置１を示す縦断面図である。本実施形態では、軸封装置１は、ケーシング３に対して軸２が回転する機器に適用されている。このような機器としては、例えば、ポンプ、撹拌機、コンプレッサ、ブロワ、ロータリジョイント等がある。
そして、この軸封装置１が備えているメカニカルシール７は、ケーシング３と、このケーシング３に対して回転可能に支持されている軸２との間に形成されている環状空間（以下、機内領域Ａという。）に存在する流体が外部（機外領域Ｂ）へ漏れるのを防止するためのものである。
なお、本発明において、軸方向とは、軸封装置１の中心線に沿った方向（この中心線に平行な方向も含む）であり、ケーシング３、軸２、及びメカニカルシール７それぞれの中心線は、軸封装置１の中心線と一致するようにして構成されている。 Embodiments of the present invention will be described below.
[About overall configuration]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a shaft seal device 1 having a mechanical seal 7 of the present invention. In this embodiment, the shaft seal device 1 is applied to a device in which the shaft 2 rotates with respect to the casing 3. Examples of such equipment include a pump, a stirrer, a compressor, a blower, and a rotary joint.
The mechanical seal 7 provided in the shaft seal device 1 includes an annular space (hereinafter referred to as an in-machine region) formed between the casing 3 and the shaft 2 that is rotatably supported by the casing 3. This is for preventing the fluid existing in A) from leaking to the outside (external region B).
In the present invention, the axial direction is a direction along the center line of the shaft seal device 1 (including a direction parallel to the center line), and the center lines of the casing 3, the shaft 2, and the mechanical seal 7. Is configured to coincide with the center line of the shaft seal device 1.

図１に示す軸封装置１は、更に、フランジ４、スリーブ５、及び取付部材６を備えている。フランジ４は、環状の部材であり、ケーシング３に図外のボルトによって固定されている。フランジ４は、ケーシング３に固定される円筒部４２と、この円筒部４２から径方向内側へ向かって突出している外円環部４３とを有している。
円筒部４２の軸方向側面には円周溝４０が形成されており、この円周溝４０にＯリング（シール部材）４１が設けられている。このＯリング４１によって、機内領域Ａの流体が、ケーシング３とフランジ４との間から漏れるのを防いでいる。
外円環部４３の内周面には円周溝４４が形成されており、この円周溝４４にＯリング（シール部材）４５が設けられている。このＯリング４５によって、機内領域Ａの流体が、フランジ４と後述する第一密封環１１との間から漏れるのを防いでいる。 The shaft seal device 1 shown in FIG. 1 further includes a flange 4, a sleeve 5, and a mounting member 6. The flange 4 is an annular member and is fixed to the casing 3 by bolts not shown. The flange 4 includes a cylindrical portion 42 that is fixed to the casing 3 and an outer annular portion 43 that protrudes radially inward from the cylindrical portion 42.
A circumferential groove 40 is formed on the side surface in the axial direction of the cylindrical portion 42, and an O-ring (seal member) 41 is provided in the circumferential groove 40. The O-ring 41 prevents the fluid in the in-machine region A from leaking between the casing 3 and the flange 4.
A circumferential groove 44 is formed on the inner circumferential surface of the outer annular portion 43, and an O-ring (seal member) 45 is provided in the circumferential groove 44. The O-ring 45 prevents the fluid in the in-machine region A from leaking between the flange 4 and a first seal ring 11 described later.

また、円環部４３には凹孔４６が形成されている。凹孔４６は、軸方向を孔の深さ方向とした有底孔であり、周方向に沿って複数形成されている。凹孔４６はメカニカルシール７が有するコイルスプリング１３の一部を挿入させるための孔である。したがって、凹孔４６の数とコイルスプリング１３の数とは同一であり、また、コイルスプリング１３の配置に併せて凹孔４６が形成されている。なお、コイルスプリング１３の配置については後に説明する。 A concave hole 46 is formed in the annular portion 43. The recessed hole 46 is a bottomed hole whose axial direction is the depth direction of the hole, and a plurality of the recessed holes 46 are formed along the circumferential direction. The concave hole 46 is a hole for inserting a part of the coil spring 13 included in the mechanical seal 7. Therefore, the number of the concave holes 46 and the number of the coil springs 13 are the same, and the concave holes 46 are formed in accordance with the arrangement of the coil springs 13. The arrangement of the coil spring 13 will be described later.

スリーブ５は、軸２に外嵌する円筒部５１と、この円筒部５１から径方向外側に向かって突出している内円環部５２とを有している。円筒部５１の内周面には円周溝５３が形成されており、この円周溝５３にＯリング（シール部材）５４が設けられている。このＯリング５４によって、機内領域Ａの流体が、スリーブ５と軸２との間から漏れるのを防いでいる。また、円筒部５１には径方向に貫通したねじ穴５７が形成されている。
また、内円環部５２には円周溝５５が形成されており、この円周溝５５にＯリング（シール部材）５６が設けられている。このＯリング５６によって、機内領域Ａの流体が、スリーブ５と後述する第二密封環１２との間から漏れるのを防いでいる。 The sleeve 5 includes a cylindrical portion 51 that is fitted onto the shaft 2 and an inner annular portion 52 that protrudes radially outward from the cylindrical portion 51. A circumferential groove 53 is formed on the inner circumferential surface of the cylindrical portion 51, and an O-ring (seal member) 54 is provided in the circumferential groove 53. The O-ring 54 prevents fluid in the in-machine region A from leaking between the sleeve 5 and the shaft 2. Further, a screw hole 57 penetrating in the radial direction is formed in the cylindrical portion 51.
Further, a circumferential groove 55 is formed in the inner annular portion 52, and an O-ring (seal member) 56 is provided in the circumferential groove 55. The O-ring 56 prevents the fluid in the in-machine region A from leaking between the sleeve 5 and a second sealing ring 12 described later.

取付部材６は、スリーブ５の円筒部５１に外嵌する環状の部材からなる。取付部材６の一部には径方向に貫通するねじ穴６１が形成されている。このねじ穴６１とスリーブ５のねじ穴５７とに共通する止めねじ６２を螺合させ、更に、この止めねじ６２を締め付けることによって、軸２に対するスリーブ５の位置決め及び固定が行われる。 The attachment member 6 is formed of an annular member that is externally fitted to the cylindrical portion 51 of the sleeve 5. A screw hole 61 penetrating in the radial direction is formed in a part of the attachment member 6. A common set screw 62 is screwed into the screw hole 61 and the screw hole 57 of the sleeve 5, and the set screw 62 is tightened to position and fix the sleeve 5 with respect to the shaft 2.

〔メカニカルシール７について〕
メカニカルシール７は、第一密封環１１と、第二密封環１２と、弾性部材としてコイルスプリング１３とを有している。
第一密封環１１は、環状の部材からなる。第一密封環１１はケーシング３及びフランジ４と共に静止状態にある静止側部材である。フランジ４に対して第一密封環１１は、図外の止め部材によって周方向の移動が拘束されているが、軸方向の移動は許容された状態として設けられている。ただし、軸方向の移動は第二密封環１２によって制限される。
第一密封環１１は、円筒部５１に隙間を有して外嵌状となる短筒部１５と、この短筒部１５から径方向外側へ突出している環状部１６とを有している。この環状部１６の軸方向に向く一側面に第一シール面２１が形成されている。 [About mechanical seal 7]
The mechanical seal 7 has a first sealing ring 11, a second sealing ring 12, and a coil spring 13 as an elastic member.
The first sealing ring 11 is made of an annular member. The first sealing ring 11 is a stationary side member that is stationary together with the casing 3 and the flange 4. The first seal ring 11 with respect to the flange 4 is provided in a state in which the movement in the circumferential direction is restricted by a stop member (not shown), but the movement in the axial direction is permitted. However, axial movement is limited by the second sealing ring 12.
The first sealing ring 11 includes a short cylindrical portion 15 that has a gap in the cylindrical portion 51 and has an outer fitting shape, and an annular portion 16 that protrudes radially outward from the short cylindrical portion 15. A first seal surface 21 is formed on one side surface of the annular portion 16 facing in the axial direction.

第二密封環１２は、環状の部材からなる。第二密封環１２は軸２及びスリーブ５と共に回転する回転側部材である。スリーブ５に対して第二密封環１２は、図外の止め部材によって周方向の移動が拘束されているが、軸方向の移動は許容された状態として設けられている。ただし、軸方向の移動はＯリング５６を介して内円環部５２によって制限される。第二密封環１２の外周側には凹溝１７が形成されており、この凹溝１７にＯリング５６が接触する。そして、第二密封環１２の軸方向に向く一側面に第二シール面２２が形成されている。第二シール面２２と前記第一シール面２１とは対面し、これらの間において機内領域Ａの流体が漏れるのを防止する。 The second sealing ring 12 is made of an annular member. The second sealing ring 12 is a rotating side member that rotates together with the shaft 2 and the sleeve 5. The second seal ring 12 with respect to the sleeve 5 is provided in a state in which the movement in the circumferential direction is restricted by a stop member (not shown), but the movement in the axial direction is allowed. However, the movement in the axial direction is limited by the inner annular portion 52 via the O-ring 56. A concave groove 17 is formed on the outer peripheral side of the second sealing ring 12, and an O-ring 56 contacts the concave groove 17. A second seal surface 22 is formed on one side surface of the second seal ring 12 facing in the axial direction. The second seal surface 22 and the first seal surface 21 face each other and prevent the fluid in the in-machine region A from leaking therebetween.

コイルスプリング１３は、第一密封環１１（環状部１６）とフランジ４（外円環部４３）との間に、圧縮された状態で介在している。このため、コイルスプリング１３の弾性復元力によって、第一密封環１１は第二密封環１２側へ向かって軸方向に押され、第一シール面２１と第二シール面２２との間に軸方向の押し付け力が作用する。つまり、コイルスプリング１３は、第一シール面２１と第二シール面２２との間を狭めることができる。コイルスプリング１３は周方向に沿って複数設けられており、例えばその数を１２個とすることができる。なお、コイルスプリング１３の数は、メカニカルシール７の径寸法等に応じて変更自在である。 The coil spring 13 is interposed in a compressed state between the first sealing ring 11 (annular portion 16) and the flange 4 (outer ring portion 43). For this reason, the first sealing ring 11 is pushed in the axial direction toward the second sealing ring 12 by the elastic restoring force of the coil spring 13, and the axial direction is between the first seal surface 21 and the second seal surface 22. The pressing force of acts. That is, the coil spring 13 can narrow the space between the first seal surface 21 and the second seal surface 22. A plurality of the coil springs 13 are provided along the circumferential direction, and the number of the coil springs 13 can be set to 12, for example. The number of coil springs 13 can be changed according to the diameter of the mechanical seal 7 and the like.

以上より、本実施形態のメカニカルシール７は、環状の第一シール面２１を軸方向の一方側に有する第一密封環１１と、この第一シール面２１に摺接する環状の第二シール面２２を有する第二密封環１２と、複数のコイルスプリング１３とを備えている。コイルスプリング１３は、第一密封環１１に沿って周方向に複数（１２個）設けられており、これらコイルスプリング１３によって、第一密封環１１に軸方向力を与えて第一シール面２１を第二シール面２２に対して押し付けることができる。
これにより、軸２が回転すると、回転方向について静止状態にある第一密封環１１に対して、当該軸２と共に第二密封環１２は回転し、第一シール面２１と第二シール面２２とが摺接し、これらシール面２１，２２の間から機内領域Ａの流体が機外領域Ｂへ漏れるのを防ぐことができる。なお、この際、第一シール面２１と第二シール面２２との間には、前記流体が浸入することができ、この流体による潤滑膜が形成される。この潤滑膜によってシール面２１，２２間の摺接状態を良好とし、シール面２１，２２の異常摩耗や面荒れ等の不具合の発生を抑制することができる。 As described above, the mechanical seal 7 of the present embodiment includes the first sealing ring 11 having the annular first seal surface 21 on one side in the axial direction, and the annular second seal surface 22 that is in sliding contact with the first seal surface 21. A second sealing ring 12 having a plurality of coil springs 13. A plurality (12) of coil springs 13 are provided in the circumferential direction along the first sealing ring 11, and the first sealing surface 21 is applied to the first sealing ring 11 by these coil springs 13 by applying an axial force. It can be pressed against the second sealing surface 22.
Thereby, when the shaft 2 rotates, the second seal ring 12 rotates together with the shaft 2 with respect to the first seal ring 11 that is stationary in the rotation direction, and the first seal surface 21 and the second seal surface 22 Can be prevented from leaking from the space between these seal surfaces 21 and 22 to the outside region B. At this time, the fluid can enter between the first seal surface 21 and the second seal surface 22, and a lubricating film is formed by the fluid. By this lubricating film, the sliding contact state between the seal surfaces 21 and 22 can be made good, and the occurrence of problems such as abnormal wear and surface roughness of the seal surfaces 21 and 22 can be suppressed.

〔コイルスプリング１３の配置（その１）について〕
図２は、コイルスプリング１３の配置を説明する説明図であり、メカニカルシール７を軸方向から見た場合の図である。図２に示す実施形態では、１２個のコイルスプリング１３が設けられており、これらコイルスプリング１３は同一円上に配置されている。また、これらコイルスプリング１３は、全て同じ構成であり、全て同じ素材からなり、全て同じ弾性特性（ばね定数）を有している。 [Arrangement of coil spring 13 (part 1)]
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the arrangement of the coil spring 13 and is a view when the mechanical seal 7 is viewed from the axial direction. In the embodiment shown in FIG. 2, twelve coil springs 13 are provided, and these coil springs 13 are arranged on the same circle. The coil springs 13 have the same configuration, are all made of the same material, and all have the same elastic characteristics (spring constant).

１２個のコイルスプリング１３は、複数のグループに分けられている。本実施形態では、３つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に分けられており、各グループには４個のコイルスプリング１３が含まれる。これらグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、メカニカルシール７の中心線（密封環１１，１２の中心線）上の一点Ｃを中心として、周方向に等間隔で配置されている。つまり、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、１２０度毎に配置されている。この１２０度毎の区間は、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３それぞれに含まれる４個のコイルスプリング１３が存在している存在区間Ｍであるのに対して、周方向で隣り合うグループ（存在区間Ｍ）の間には、コイルスプリング１３が存在していない不存在区間Ｎが介在している。つまり、グループＧ１とグループＧ２との間に不存在区間Ｎが介在していて、グループＧ２とグループＧ３との間に不存在区間Ｎが介在していて、グループＧ３とグループＧ１との間に不存在区間Ｎが介在している。 The twelve coil springs 13 are divided into a plurality of groups. In this embodiment, it is divided into three groups G1, G2, and G3, and each group includes four coil springs 13. These groups G1, G2, G3 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around a point C on the center line of the mechanical seal 7 (center line of the sealing rings 11, 12). That is, the groups G1, G2, G3 are arranged every 120 degrees. The section every 120 degrees is an existing section M in which the four coil springs 13 included in each of the groups G1, G2, and G3 are present, whereas adjacent groups in the circumferential direction (existing section M). A non-existing section N in which the coil spring 13 does not exist is interposed between the two. That is, the nonexistent section N is interposed between the group G1 and the group G2, the nonexistent section N is interposed between the group G2 and the group G3, and the nonexistent section N is interposed between the group G3 and the group G1. An existing section N is interposed.

図２の場合、不存在区間Ｎの周方向範囲は、一つのグループ（Ｇ１）に属する端のコイルスプリング１３から、このコイルスプリング１３に最も近い他のグループ（Ｇ２）に属するコイルスプリング１３との間の範囲であり、この周方向範囲は、各グループに含まれる４個のコイルスプリング１３が設けられている存在区間Ｍの周方向範囲よりも広くなっている。つまり、前記一点Ｃを中心とした場合に、不存在区間Ｎに対応する角度θｎは、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３それぞれの存在区間Ｍに対応する角度θｍよりも大きくなっている（θｎ＞θｍ）。なお、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３それぞれにおけるコイルスプリング１３の配置は、同じであり、角度θｍは全て同じ値である。 In the case of FIG. 2, the circumferential range of the non-existing section N is from the coil spring 13 at the end belonging to one group (G1) to the coil spring 13 belonging to the other group (G2) closest to the coil spring 13. This circumferential range is wider than the circumferential range of the existing section M where the four coil springs 13 included in each group are provided. That is, when the point C is the center, the angle θn corresponding to the nonexisting section N is larger than the angle θm corresponding to the existing section M of each of the groups G1, G2, and G3 (θn> θm). . In addition, the arrangement | positioning of the coil spring 13 in each of group G1, G2, G3 is the same, and all the angle (theta) m is the same value.

グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３それぞれに含まれる４個のコイルスプリング１３は、図３に示す第一密封環１１の一部となる第一領域Ｋ１に接触して軸方向に向かって直接押すことができる。これに対して、不存在区間Ｎに対応する第一密封環１１の他部となる第二領域Ｋ２は、コイルスプリング１３が接触しておらず軸方向に向かって直接押されることがない。なお、図３は、第一密封環１１を軸方向から見た概略図であり、この図３において、第一領域Ｋ１はハッチングが付されている領域であり、それ以外の領域が第二領域Ｋ２である。
そして、第一領域Ｋ１では、４個のコイルスプリング１３の軸方向力を合わせた総軸方向力を受けることによって、比較的大きなひずみが発生する。すなわち、第一シール面２１が徐々に凸形状に移行する。これに対して、第二領域Ｋ２では、コイルスプリング１３の軸方向力を直接受けないため、ひずみは（ほとんど）発生しない。すなわち、第一シール面２１の形状変化が（ほとんど）生じない。ただし、第一領域Ｋ１の第一シール面２１が凸形状に移行することに伴って、相対的に、第二領域Ｋ２の第一シール面２１は徐々に凹形状に移行する。 The four coil springs 13 included in each of the groups G1, G2, and G3 can contact the first region K1 that is a part of the first sealing ring 11 shown in FIG. . On the other hand, the second region K2, which is the other part of the first sealing ring 11 corresponding to the non-existing section N, is not directly pressed in the axial direction because the coil spring 13 is not in contact. 3 is a schematic view of the first sealing ring 11 as viewed from the axial direction. In FIG. 3, the first region K1 is a hatched region, and the other regions are the second region. K2.
In the first region K1, a relatively large strain is generated by receiving the total axial force obtained by combining the axial forces of the four coil springs 13. That is, the first seal surface 21 gradually shifts to a convex shape. On the other hand, in the second region K2, since the axial force of the coil spring 13 is not directly received, distortion is hardly generated. That is, the shape change of the first seal surface 21 does not (almost) occur. However, as the first seal surface 21 in the first region K1 shifts to a convex shape, the first seal surface 21 in the second region K2 gradually shifts to a concave shape.

コイルスプリング１３の周方向ピッチについて説明する。
従来のメカニカルシールでは、図１１に示すようにコイルスプリング９７は周方向に沿って等間隔で配置されている。この従来例の場合のコイルスプリング９７の周方向ピッチをＰ０としている。
これに対して、本実施形態のメカニカルシール７では、図２に示すように、各グループに属する４個のコイルスプリング１３は周方向に沿って等間隔で配置されており、各グループに属する４個のコイルスプリング１３の周方向ピッチＰ１は一定であるが、１２個のコイルスプリング１３全体で見ると不等間隔となっている。
そして、本実施形態では、各グループに属するコイルスプリング１３の周方向ピッチＰ１（図２参照）は、コイルスプリング９７（図１１参照）を全て周方向に沿って等間隔で配置したと仮定した場合における当該コイルスプリング９７の周方向ピッチＰ０よりも小さく設定されている。つまり、Ｐ１＜Ｐ０となっている。 The pitch in the circumferential direction of the coil spring 13 will be described.
In the conventional mechanical seal, as shown in FIG. 11, the coil springs 97 are arranged at equal intervals along the circumferential direction. The circumferential pitch of the coil springs 97 in this conventional example is P0.
On the other hand, in the mechanical seal 7 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the four coil springs 13 belonging to each group are arranged at equal intervals along the circumferential direction, and 4 belonging to each group. The circumferential pitch P <b> 1 of the coil springs 13 is constant, but the twelve coil springs 13 are unequally spaced from each other.
And in this embodiment, when the circumferential direction pitch P1 (refer FIG. 2) of the coil spring 13 which belongs to each group assumes that all the coil springs 97 (refer FIG. 11) were arrange | positioned at equal intervals along the circumferential direction. Is set smaller than the circumferential pitch P 0 of the coil spring 97. That is, P1 <P0.

以上のように、本実施形態では、周方向に連続して並ぶ４個のコイルスプリング１３により一つのグループが構成されており、全体で１２個のコイルスプリング１３は３つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に区分されている。そして、図３に示すように、第一密封環１１において、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが周方向に沿って交互に存在している。このうち、第一領域Ｋ１は、各グループに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって第一密封環１１に生じるひずみが大きくなる領域である。これに対して、第二領域Ｋ２は、第一領域Ｋ１よりもひずみが小さくなる領域（ひずみがほとんと発生しない領域）である。 As described above, in the present embodiment, one group is constituted by the four coil springs 13 arranged continuously in the circumferential direction, and the twelve coil springs 13 as a whole have three groups G1, G2, G3. It is divided into. As shown in FIG. 3, in the first sealing ring 11, the first regions K1 and the second regions K2 are alternately present along the circumferential direction. Among these, the 1st field K1 is a field where the distortion which arises in the 1st seal ring 11 by the axial direction force (total axial direction force) of coil spring 13 which belongs to each group becomes large. On the other hand, the second region K2 is a region in which the strain is smaller than that in the first region K1 (a region in which the strain hardly occurs).

特に本実施形態では、周方向で隣り合うグループの間には、コイルスプリング１３が存在しない不存在区間Ｎが介在していることによって、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが周方向に沿って交互に存在する。このように、各グループに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって第一密封環１１の第一領域Ｋ１でひずみを大きくさせ、コイルスプリング１３が存在していない不存在区間Ｎによって第一密封環１１の第二領域Ｋ２でひずみを小さくさせる（ひずみをほとんど生じさせないようにする）ことができる。 In particular, in the present embodiment, the first region K1 and the second region K2 are arranged along the circumferential direction by the absence of the coil spring 13 between the adjacent groups in the circumferential direction. Exist alternately. Thus, the strain in the first region K1 of the first sealing ring 11 is increased by the axial force (total axial force) of the coil springs 13 belonging to each group, and the absence section N where the coil springs 13 are not present. Therefore, the strain can be reduced in the second region K2 of the first seal ring 11 (the strain is hardly generated).

このメカニカルシール７によれば、前記第一領域Ｋ１と前記第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在していることから、使用状態において、第一密封環１１の第一シール面２１に微小な凹凸が形成され（第一シール面２１が適度に波打ち）、第一密封環１１の第一シール面２１と第二密封環１２の第二シール面２２との間に僅かな隙間が部分的に生じることとなる。なお、この僅かな隙間は、第二領域Ｋ２に対応する部分において生じる。
そして、この隙間に、機内領域Ａに存在している流体の極一部が浸入することができ、この流体によってシール面２１，２２間に潤滑膜が形成されやすくなって、潤滑性能が向上する。このため、シール面２１，２２に異常摩耗や面荒れ等が発生しにくくなり、シール面２１，２２間における流体の漏れの発生を抑制することが可能となる。 According to this mechanical seal 7, since the first region K1 and the second region K2 are alternately present along the circumferential direction in the first seal ring 11, in the use state, the first seal ring 11, the first sealing surface 21 of the first sealing ring 11 and the second sealing surface 22 of the second sealing ring 12 A slight gap is partially generated between the two. Note that this slight gap occurs in a portion corresponding to the second region K2.
Then, a very small part of the fluid existing in the in-machine region A can enter the gap, and a lubricating film is easily formed between the seal surfaces 21 and 22 by this fluid, and the lubricating performance is improved. . For this reason, abnormal wear and surface roughness are less likely to occur on the seal surfaces 21 and 22, and it is possible to suppress the occurrence of fluid leakage between the seal surfaces 21 and 22.

特に、このようなメカニカルシール７を、高温、高圧、高周速等の高負荷条件で使用する場合、従来では、シール面間に介在すべき潤滑膜が気化しやすく潤滑不足となり、これが原因となって、長時間使用しているとシール面に異常摩耗や面荒れ等が発生し、機内領域Ａの流体が機外領域Ｂへ漏れやすくなってしまうという不具合がある。特にメカニカルシール７に対する冷却性能が低い場合、前記潤滑膜の気化がより一層生じやすく、多くの流体が漏れるおそれがある。しかし、本実施形態に係るメカニカルシール７によれば、流体によってシール面２１，２２に潤滑膜が形成されやすく、このような不具合の発生を抑制することができる。 In particular, when such a mechanical seal 7 is used under high load conditions such as high temperature, high pressure, and high peripheral speed, conventionally, the lubricating film to be interposed between the seal surfaces tends to vaporize, resulting in insufficient lubrication. Thus, when used for a long time, there is a problem that abnormal wear or surface roughness occurs on the seal surface, and the fluid in the in-machine region A easily leaks to the out-of-machine region B. In particular, when the cooling performance for the mechanical seal 7 is low, vaporization of the lubricating film is more likely to occur, and a large amount of fluid may leak. However, according to the mechanical seal 7 according to the present embodiment, a lubricating film is easily formed on the seal surfaces 21 and 22 by the fluid, and the occurrence of such problems can be suppressed.

更に、本実施形態では、各グループに属するコイルスプリング１３の周方向ピッチＰ１（図２参照）は、コイルスプリング９７（図１１参照）を全て周方向に沿って等間隔で配置したと仮定した場合における当該コイルスプリング９７の周方向ピッチＰ０よりも小さく設定されている（Ｐ１＜Ｐ０）。このため、本実施形態では、各グループにおいてコイルスプリング１３を集中して配置することができ、コイルスプリング１３が存在するグループ（存在区間Ｍ）と、コイルスプリング１３が存在しない不存在区間Ｎとを明確に区分けすることができる。このため、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とを明確にすることができ、前記潤滑膜が形成されやすい構成をより一層効果的に得ることが可能となる。 Furthermore, in this embodiment, it is assumed that the circumferential pitch P1 (see FIG. 2) of the coil springs 13 belonging to each group are all arranged at equal intervals along the circumferential direction. Is set to be smaller than the circumferential pitch P0 of the coil spring 97 (P1 <P0). For this reason, in this embodiment, the coil spring 13 can be concentrated and arranged in each group, and a group (existing section M) where the coil spring 13 exists and a non-existing section N where the coil spring 13 does not exist. It can be clearly divided. For this reason, the first region K1 and the second region K2 can be clarified, and a configuration in which the lubricating film is easily formed can be obtained more effectively.

なお、図２に示す実施形態では、一つのグループに含まれるコイルスプリング１３の数を４個としたが、一つのグループに含まれるコイルスプリング１３の数は、２個以上の所定数であればよく、この所定数は、コイルスプリング１３の全数の１／Ｙ（ただし、Ｙは２以上の整数である）とすればよい。図２の場合、全数が１２個であるのに対して、Ｙ＝３である。つまり、Ｙはグループ数となる。
また、グループの数は変更自在であり、一つのグループに含まれるコイルスプリング１３の数もグループ数に応じて変更される。コイルスプリング１３の全数をＸ個とし、区分するグループの数をＹとすると、各グループに含まれるコイルスプリング１３の数はＸ／Ｙとなる。 In the embodiment shown in FIG. 2, the number of coil springs 13 included in one group is four, but the number of coil springs 13 included in one group is a predetermined number of two or more. The predetermined number may be 1 / Y of the total number of coil springs 13 (where Y is an integer of 2 or more). In the case of FIG. 2, the total number is 12, whereas Y = 3. That is, Y is the number of groups.
Further, the number of groups can be changed, and the number of coil springs 13 included in one group is also changed according to the number of groups. If the total number of coil springs 13 is X and the number of groups to be divided is Y, the number of coil springs 13 included in each group is X / Y.

例えば、メカニカルシール７の変形例として、図４に示すように、コイルスプリング１３の全数は、図２の場合と同じ１２個であるが、グループの数を２つとしている。この場合、各グループに含まれるコイルスプリング１３の数は６個となる。そして、２つのグループＧ１，Ｇ２は、メカニカルシール７の中心線（密封環１１，１２の中心線）上の一点Ｃを中心として、周方向に等間隔で配置されている。 For example, as a modification of the mechanical seal 7, as shown in FIG. 4, the total number of coil springs 13 is the same as in FIG. 2, but the number of groups is two. In this case, the number of coil springs 13 included in each group is six. The two groups G1 and G2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around a point C on the center line of the mechanical seal 7 (center line of the sealing rings 11 and 12).

そして、この図４に示す形態においても、図５に示すように、第一密封環１１において、各グループに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって生じるひずみが大きくなる第一領域Ｋ１と、この第一領域Ｋ１よりもひずみが小さくなる（ひずみがほとんど発生しない）第二領域Ｋ２とが、周方向に沿って交互に存在する構成となる。 Also in the embodiment shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, in the first sealing ring 11, the strain generated by the axial force (total axial force) of the coil springs 13 belonging to each group increases. The region K1 and the second region K2 in which the strain is smaller than the first region K1 (the strain is hardly generated) are alternately present along the circumferential direction.

更に、別の変形例として、図６に示すように、コイルスプリング１３の全数は、図２の場合と同じ１２個であるが、グループの数を４つとしている。この場合、各グループに含まれるコイルスプリング１３の数は３個となる。そして、４つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、前記一点Ｃを中心として、周方向に等間隔で配置されている。 Furthermore, as another modified example, as shown in FIG. 6, the total number of coil springs 13 is 12 as in FIG. 2, but the number of groups is four. In this case, the number of coil springs 13 included in each group is three. The four groups G1, G2, G3, and G4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction with the one point C as the center.

そして、この図６に示す形態においても、図７に示すように、第一密封環１１において、各グループに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって生じるひずみが大きくなる第一領域Ｋ１と、この第一領域Ｋ１よりもひずみが小さくなる（ひずみがほとんど発生しない）第二領域Ｋ２とが、周方向に沿って交互に存在する構成となる。 Also in the embodiment shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, in the first seal ring 11, the strain generated by the axial force (total axial force) of the coil springs 13 belonging to each group increases. The region K1 and the second region K2 in which the strain is smaller than the first region K1 (the strain is hardly generated) are alternately present along the circumferential direction.

また、図４に示す形態、及び図６に示す形態それぞれにおいても、周方向で隣り合うグループの間には、コイルスプリング１３が存在しない不存在区間Ｎが介在していることにより、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在する。
また、各グループに属するコイルスプリング１３の周方向ピッチＰ１は、図１１に示すようにコイルスプリング９７を全て周方向に沿って等間隔で配置したと仮定した場合における当該コイルスプリング９７の周方向ピッチＰ０よりも小さく設定されている（Ｐ１＜Ｐ０）。 Further, in each of the form shown in FIG. 4 and the form shown in FIG. 6, the absence of the coil spring 13 is interposed between the adjacent groups in the circumferential direction. K1 and the second region K2 are alternately present along the circumferential direction in the first sealing ring 11.
The circumferential pitch P1 of the coil springs 13 belonging to each group is the circumferential pitch of the coil springs 97 when it is assumed that all the coil springs 97 are arranged at equal intervals along the circumferential direction as shown in FIG. It is set smaller than P0 (P1 <P0).

更に、図２、図４、及び図６に示す実施形態それぞれにおいて、１２個のコイルスプリング１３によって生じる第二密封環１２に対する第一密封環１１の押し付け力は、周方向に不均一となる。このため、全体として、第一密封環１１を第二密封環１２に対して押す力のバランスが偏って、第一密封環１１を第二密封環１２に対して軸方向に沿って直線的に押すことができなくなるようにも考えられる。
しかし、前記各実施形態では、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在しておりかつ複数の第一領域Ｋ１及び複数の第二領域Ｋ２の周方向範囲が各々同一であると共に、各グループに属するコイルスプリング１３による軸方向力の合計（総軸方向力）を、全てのグループで同じとなるように構成されていることから、全体として前記力のバランスがとれたメカニカルシール７が得られる。つまり、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが交互に存在していると共に、各グループに含まれるコイルスプリング１３の数は同じとされ、コイルスプリング１３は全て同じ弾性特性（ばね定数）を有している。例えば、図２の場合、一つのグループに含まれるコイルスプリング１３の数は、４個で統一されている。 Furthermore, in each of the embodiments shown in FIGS. 2, 4, and 6, the pressing force of the first sealing ring 11 against the second sealing ring 12 generated by the twelve coil springs 13 becomes uneven in the circumferential direction. For this reason, the balance of the force which pushes the 1st sealing ring 11 with respect to the 2nd sealing ring 12 as a whole is biased, and the 1st sealing ring 11 is linearly along an axial direction with respect to the 2nd sealing ring 12. It can be considered that it cannot be pushed.
However, in each said embodiment, the 1st area | region K1 and the 2nd area | region K2 exist alternately along the circumferential direction in the 1st sealing ring 11, and several 1st area | region K1 and several 2nd area | regions Since the circumferential ranges of K2 are the same, and the total axial force (total axial force) by the coil springs 13 belonging to each group is the same in all groups, As a result, a mechanical seal 7 having a balanced force can be obtained. That is, the first region K1 and the second region K2 exist alternately, the number of coil springs 13 included in each group is the same, and the coil springs 13 all have the same elastic characteristics (spring constant). doing. For example, in the case of FIG. 2, the number of coil springs 13 included in one group is unified with four.

このため、一つのグループに属するコイルスプリング１３による総軸方向力が、他のグループに属するコイルスプリング１３による総軸方向力と比べて、極端に大きくなったり小さくなったりするのを防ぐことができ、全体として力のバランスがとれたメカニカルシール７が得られる。この結果、１２個のコイルスプリング１３による第二密封環１２に対する第一密封環１１の押し付け力が周方向に不均一となっていても、これらコイルスプリング１３は、第二密封環１２に対して第一密封環１１を軸方向に沿って直線的に押すことが可能となる。さらに、軸２の振動（振れ）やケーシング３と軸２との直角度（平行度）のずれ等によって発生する第一密封環１１と第二密封環１２との相対的な位置変動を吸収することができる。 For this reason, it can prevent that the total axial direction force by the coil spring 13 which belongs to one group becomes extremely large or becomes small compared with the total axial direction force by the coil spring 13 which belongs to another group. As a result, a mechanical seal 7 having a balanced force as a whole is obtained. As a result, even if the pressing force of the first sealing ring 11 against the second sealing ring 12 by the twelve coil springs 13 is uneven in the circumferential direction, these coil springs 13 are not moved against the second sealing ring 12. It becomes possible to push the 1st sealing ring 11 linearly along an axial direction. Further, it absorbs relative positional fluctuations between the first sealing ring 11 and the second sealing ring 12 caused by vibration (vibration) of the shaft 2 or deviation of the perpendicularity (parallelism) between the casing 3 and the shaft 2. be able to.

また、図２、図４、及び図６の実施形態に示すように、１２個のコイルスプリング１３は、２以上４以下のグループに区分されているが好ましい。これは、グループの数が４を超えると、ひずみが大きくなる第一領域Ｋ１の影響が、ひずみが小さくなるべき第二領域Ｋ２へ及んで、第二領域Ｋ２におけるひずみが大きくなる傾向にあるためである。この場合、第一密封環１１の第一シール面２１に微小な凹凸が形成されにくく（第一シール面２１が波打ち形状となりにくく）、第一密封環１１の第一シール面２１と第二密封環１２の第二シール面２２との間に、効果的な隙間（部分隙間）が生じ難くなる。これに対して、前記各実施形態のように、２以上４以下のグループに区分されていることで、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが明確になり、シール面２１，２２間に部分隙間を形成しやすくなる。 In addition, as shown in the embodiments of FIGS. 2, 4, and 6, the twelve coil springs 13 are preferably divided into groups of 2 or more and 4 or less. This is because when the number of groups exceeds 4, the influence of the first region K1 that increases the strain extends to the second region K2 where the strain should be reduced, and the strain in the second region K2 tends to increase. It is. In this case, it is difficult for minute irregularities to be formed on the first seal surface 21 of the first seal ring 11 (the first seal surface 21 is less likely to be corrugated), and the first seal surface 21 and the second seal of the first seal ring 11 are Effective gaps (partial gaps) are less likely to occur between the ring 12 and the second seal surface 22. On the other hand, the first region K1 and the second region K2 are clarified by being divided into groups of 2 or more and 4 or less as in the above-described embodiments, and a portion between the seal surfaces 21 and 22 is obtained. It becomes easy to form a gap.

〔コイルスプリング１３の配置（その２）について〕
図８は、コイルスプリング１３の他の配置を説明する説明図であり、メカニカルシール７を軸方向から見た場合の図である。図８に示す実施形態では、１２個のコイルスプリング１３が設けられており、これらコイルスプリング１３は同一円上に配置されており、さらに、周方向に沿って等間隔で配置されている。つまりコイルスプリング１３の周方向ピッチＰは一定である。しかし、これらコイルスプリング１３には、弾性特性（ばね特性）が異なる二種類のコイルスプリング１３が含まれている。なお、コイルスプリング１３の軸方向長さについては全て同じとしている。 [Arrangement of coil spring 13 (part 2)]
FIG. 8 is an explanatory view for explaining another arrangement of the coil spring 13 and is a view when the mechanical seal 7 is viewed from the axial direction. In the embodiment shown in FIG. 8, twelve coil springs 13 are provided, these coil springs 13 are arranged on the same circle, and are further arranged at equal intervals along the circumferential direction. That is, the circumferential pitch P of the coil spring 13 is constant. However, these coil springs 13 include two types of coil springs 13 having different elastic characteristics (spring characteristics). Note that the axial lengths of the coil springs 13 are all the same.

１２個のコイルスプリング１３は、複数のグループ（複数でかつ偶数のグループ）に分けられている。本実施形態では、４つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に分けられており、各グループには３個のコイルスプリング１３が含まれる。第一のグループＧ１に属する３個のコイルスプリング１３と、第三のグループＧ３に属する３個のコイルスプリング１３とは、すべて同じ弾性特性（ばね特性）を有している。また、第二のグループＧ２に属する３個のコイルスプリング１３と、第四のグループＧ３に属する３個のコイルスプリング１３とは、すべて同じ弾性特性（ばね特性）を有している。 The twelve coil springs 13 are divided into a plurality of groups (a plurality of even-numbered groups). In this embodiment, it is divided into four groups G1, G2, G3, and G4, and each group includes three coil springs 13. The three coil springs 13 belonging to the first group G1 and the three coil springs 13 belonging to the third group G3 all have the same elastic characteristics (spring characteristics). The three coil springs 13 belonging to the second group G2 and the three coil springs 13 belonging to the fourth group G3 all have the same elastic characteristic (spring characteristic).

しかし、第一のグループＧ１に属するコイルスプリング１３と、第二のグループＧ２に属するコイルスプリング１３とは、異なる弾性特性（ばね定数）を有しており、第一のグループＧ１に属する各コイルスプリング１３の弾性特性（ばね定数）は、第二のグループＧ２に属する各コイルスプリング１３の弾性特性（ばね定数）よりも大きい。例えば、第一のグループＧ１に属する各コイルスプリング１３の線径は、第二のグループＧ２に属する各コイルスプリング１３の線径よりも大きくなっている。 However, the coil spring 13 belonging to the first group G1 and the coil spring 13 belonging to the second group G2 have different elastic characteristics (spring constants), and each coil spring belonging to the first group G1. The elastic characteristic (spring constant) of 13 is larger than the elastic characteristic (spring constant) of each coil spring 13 belonging to the second group G2. For example, the wire diameter of each coil spring 13 belonging to the first group G1 is larger than the wire diameter of each coil spring 13 belonging to the second group G2.

このため、１２個全てのコイルスプリング１３を、図１に示すように同じ長さに圧縮させた状態で第一密封環１１とフランジ４との間に設置した場合、第一のグループＧ１（第三のグループＧ３）に属する３個のコイルスプリング１３が第一密封環１１を押す軸方向力（及びその合計である総軸方向力）は、第二のグループＧ２（第四のグループＧ４）に属する３個のコイルスプリング１３が第一密封環１１を押す軸方向力（及びその合計である総軸方向力）よりも強くなる。 Therefore, when all the twelve coil springs 13 are installed between the first sealing ring 11 and the flange 4 in a state of being compressed to the same length as shown in FIG. 1, the first group G1 (first The axial force (and the total axial force, which is the sum) of the three coil springs 13 belonging to the third group G3) pushing the first sealing ring 11 is transferred to the second group G2 (fourth group G4). The three coil springs 13 to which it belongs become stronger than the axial force that pushes the first sealing ring 11 (and the total axial force that is the sum).

このように、本実施形態では、所定数（３個）のコイルスプリング１３による総軸方向力が強いグループＧ１，Ｇ３と、所定数（同数である３個）のコイルスプリング１３による総軸方向力が弱いグループＧ２，Ｇ４と、が周方向に沿って交互に配置されている。
このため、グループＧ１，Ｇ３それぞれに含まれる３個のコイルスプリング１３は、図９に示す第一密封環１１の一部となる第一領域Ｋ１を、軸方向に向かって強く押す。これに対して、グループＧ２，Ｇ４それぞれに含まれる３個のコイルスプリング１３は、図９に示す第一密封環１１の他部となる第二領域Ｋ２を、第一領域Ｋ１の場合よりも、軸方向に向かって弱く押す。
なお、図９は、第一密封環１１を軸方向から見た図であり、この図９において、第一領域Ｋ１はハッチングが付されている領域であり、それ以外の領域が第二領域Ｋ２である。
そして、第一領域Ｋ１では、３個のコイルスプリング１３による強い軸方向力を合わせた総軸方向力を受けることによって、比較的大きなひずみが発生するのに対して、第二領域Ｋ２では、３個のコイルスプリング１３による弱い軸方向力を合わせた総軸方向力を受けることによって、第一領域Ｋ２の場合よりも、小さなひずみが発生する。すなわち、第一領域Ｋ１の第一シール面２１の方が第二領域Ｋ２の第一シール面２１よりも形状変化の度合いが大きく、相対的に、前者が凸形状に移行し、後者が凹形状に移行する。 As described above, in this embodiment, the groups G1 and G3 having a strong total axial force by the predetermined number (three) of the coil springs 13 and the total axial force by the predetermined number (three) of the coil springs 13 are strong. The weak groups G2 and G4 are alternately arranged along the circumferential direction.
For this reason, the three coil springs 13 included in each of the groups G1 and G3 strongly press the first region K1, which is a part of the first sealing ring 11 shown in FIG. 9, in the axial direction. On the other hand, the three coil springs 13 included in each of the groups G2 and G4 have the second region K2 that is the other part of the first seal ring 11 shown in FIG. 9 than the case of the first region K1. Press weakly in the axial direction.
FIG. 9 is a view of the first sealing ring 11 viewed from the axial direction. In FIG. 9, the first region K1 is a hatched region, and the other regions are the second region K2. It is.
In the first region K1, a relatively large strain is generated by receiving the total axial force obtained by combining the strong axial forces by the three coil springs 13, whereas in the second region K2, 3 By receiving the total axial force obtained by combining the weak axial forces by the individual coil springs 13, a smaller strain is generated than in the case of the first region K2. That is, the first seal surface 21 in the first region K1 has a greater degree of shape change than the first seal surface 21 in the second region K2, and the former shifts to a convex shape and the latter has a concave shape. Migrate to

このように、総軸方向力が強いグループＧ１，Ｇ３に属するコイルスプリング１３によって第一密封環１１の第一領域Ｋ１でひずみを大きくさせ、総軸方向力が弱いグループＧ２，Ｇ４に属するコイルスプリング１３によって第一密封環１１の第二領域Ｋ２でひずみを小さくさせることができる。 As described above, the coil springs 13 belonging to the groups G1 and G3 having a strong total axial force increase the strain in the first region K1 of the first sealing ring 11, and the coil springs belonging to the groups G2 and G4 having a weak total axial force. 13, the strain can be reduced in the second region K2 of the first sealing ring 11.

以上のように、本実施形態では、周方向に連続して並ぶ３個のコイルスプリング１３により一つのグループが構成されており、全体で１２個のコイルスプリング１３は４つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３,Ｇ４に区分されている。そして、図９に示すように、第一密封環１１において、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが周方向に沿って交互に存在している。このうち、第一領域Ｋ１は、グループＧ１，Ｇ３それぞれに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって第一密封環１１に生じるひずみが大きくなる領域である。これに対して、第二領域Ｋ２は、グループＧ２，Ｇ４それぞれに属するコイルスプリング１３の軸方向力（総軸方向力）によって、第一領域Ｋ１よりもひずみが小さくなる領域である。つまり、３個のコイルスプリング１３による総軸方向力が強いグループＧ１，Ｇ３と、３個のコイルスプリング１３による総軸方向力が弱いグループＧ２，Ｇ４とが周方向に沿って交互に配置されていることにより、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在する。 As described above, in the present embodiment, one group is configured by the three coil springs 13 arranged continuously in the circumferential direction, and the total of the twelve coil springs 13 are the four groups G1, G2, G3. , G4. As shown in FIG. 9, in the first seal ring 11, the first regions K1 and the second regions K2 are alternately present along the circumferential direction. Among these, the 1st field K1 is a field where distortion which arises in the 1st seal ring 11 with the axial direction force (total axial direction force) of coil spring 13 which belongs to each of groups G1 and G3 becomes large. On the other hand, the second region K2 is a region in which the strain is smaller than that of the first region K1 due to the axial force (total axial force) of the coil springs 13 belonging to the groups G2 and G4. That is, groups G1 and G3 having a strong total axial force by the three coil springs 13 and groups G2 and G4 having a weak total axial force by the three coil springs 13 are alternately arranged along the circumferential direction. As a result, the first regions K1 and the second regions K2 alternately exist in the first seal ring 11 along the circumferential direction.

このメカニカルシール７によれば、前記第一領域Ｋ１と前記第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在していることから、使用状態において、第一密封環１１の第一シール面２１に微小な凹凸が形成され（第一シール面２１が適度に波打ち）、第一密封環１１の第一シール面２１と第二密封環１２の第二シール面２２との間に僅かな隙間が部分的に生じることとなる。なお、この僅かな隙間は、第二領域Ｋ２に対応する部分において生じる。
そして、この隙間に、機内領域Ａに存在している流体が浸入することができ、この流体によってシール面２１，２２間に潤滑膜が形成されやすくなって、潤滑性能が向上する。このため、シール面２１，２２に異常摩耗や面荒れ等が発生しにくくなり、シール面２１，２２間における流体の漏れの発生を抑制することが可能となる。 According to this mechanical seal 7, since the first region K1 and the second region K2 are alternately present along the circumferential direction in the first seal ring 11, in the use state, the first seal ring 11, the first sealing surface 21 of the first sealing ring 11 and the second sealing surface 22 of the second sealing ring 12 A slight gap is partially generated between the two. Note that this slight gap occurs in a portion corresponding to the second region K2.
And the fluid which exists in the in-machine area | region A can penetrate | invade into this clearance gap, and it becomes easy to form a lubricating film between the seal surfaces 21 and 22 with this fluid, and lubrication performance improves. For this reason, abnormal wear and surface roughness are less likely to occur on the seal surfaces 21 and 22, and it is possible to suppress the occurrence of fluid leakage between the seal surfaces 21 and 22.

また、本実施形態では、１２個のコイルスプリング１３によって生じる第二密封環１２に対する第一密封環１１の押し付け力は周方向に不均一となる。このため、前記実施形態の場合と同様に、全体として、第一密封環１１を第二密封環１２に対して押す力のバランスが偏って、第一密封環１１を第二密封環１２に対して軸方向に沿って直線的に押すことができなくなるようにも考えられる。
しかし、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが、第一密封環１１において周方向に沿って交互に存在しており、かつ、複数の第一領域Ｋ１及び複数の第二領域Ｋ２の周方向範囲が各々同一であると共に、各グループに含まれるコイルスプリング１３の数は同じ（３個）とされている。このため、全体として力のバランスがとれたメカニカルシール７が得られる。この結果、１２個のコイルスプリング１３による第二密封環１２に対する第一密封環１１の押し付け力が周方向に不均一となっていても、これらコイルスプリング１３は、第二密封環１２に対して第一密封環１１を軸方向に沿って直線的に押すことが可能となる。さらに、軸２の振動（振れ）やケーシング３と軸２との直角度（平行度）のずれ等によって発生する第一密封環１１と第二密封環１２との相対的な位置変動を吸収することができる。 In the present embodiment, the pressing force of the first sealing ring 11 against the second sealing ring 12 generated by the twelve coil springs 13 is not uniform in the circumferential direction. For this reason, as in the case of the above-described embodiment, as a whole, the balance of the force for pressing the first sealing ring 11 against the second sealing ring 12 is biased, and the first sealing ring 11 is moved relative to the second sealing ring 12. It is also conceivable that it becomes impossible to push linearly along the axial direction.
However, the first region K1 and the second region K2 are alternately present along the circumferential direction in the first sealing ring 11, and the circumferential direction of the plurality of first regions K1 and the plurality of second regions K2 The ranges are the same, and the number of coil springs 13 included in each group is the same (three). For this reason, the mechanical seal 7 with which the balance of force was taken as a whole is obtained. As a result, even if the pressing force of the first sealing ring 11 against the second sealing ring 12 by the twelve coil springs 13 is uneven in the circumferential direction, these coil springs 13 are not moved against the second sealing ring 12. It becomes possible to push the 1st sealing ring 11 linearly along an axial direction. Further, it absorbs relative positional fluctuations between the first sealing ring 11 and the second sealing ring 12 caused by vibration (vibration) of the shaft 2 or deviation of the perpendicularity (parallelism) between the casing 3 and the shaft 2. be able to.

また、本実施形態においても、１２個のコイルスプリング１３は、２以上４以下のグループに区分されているが好ましい。これは、グループの数が４を超えると、ひずみが大きくなる第一領域Ｋ１の影響が、ひずみが小さくなるべき第二領域Ｋ２へ及んで、第二領域Ｋ２におけるひずみが大きくなる傾向にあるためである。この場合、第一密封環１１の第一シール面２１に微小な凹凸が形成されにくく（第一シール面２１が波打ち形状となりにくく）、第一密封環１１の第一シール面２１と第二密封環１２の第二シール面２２との間に、効果的な隙間（部分隙間）が生じ難くなる。これに対して、前記各実施形態のように、２以上４以下のグループに区分されていることで、第一領域Ｋ１と第二領域Ｋ２とが明確になり、シール面２１，２２間に部分隙間を形成しやすくなる。 Also in the present embodiment, the twelve coil springs 13 are preferably divided into groups of 2 or more and 4 or less. This is because when the number of groups exceeds 4, the influence of the first region K1 that increases the strain extends to the second region K2 where the strain should be reduced, and the strain in the second region K2 tends to increase. It is. In this case, it is difficult for minute irregularities to be formed on the first seal surface 21 of the first seal ring 11 (the first seal surface 21 is less likely to be corrugated), and the first seal surface 21 and the second seal of the first seal ring 11 are Effective gaps (partial gaps) are less likely to occur between the ring 12 and the second seal surface 22. On the other hand, the first region K1 and the second region K2 are clarified by being divided into groups of 2 or more and 4 or less as in the above-described embodiments, and a portion between the seal surfaces 21 and 22 is obtained. It becomes easy to form a gap.

〔各実施形態について〕
前記各実施形態において、第一密封環１１、第二密封環１２の材質については特に限定されず、従来から用いられている材質を採用可能であるが、少なくとも第一密封環１１に関しては、ひずみが比較的生じ易いように、金属材と比べて剛性が低い材料とするのが好ましく、例えば、カーボンや、炭化ケイ素（Ｓ_ｉＣ）とするのが好ましい。 [About each embodiment]
In each of the above-described embodiments, the material of the first seal ring 11 and the second seal ring 12 is not particularly limited, and a conventionally used material can be adopted, but at least the first seal ring 11 is strained. so it easily relatively to occur, it is preferable to be a material less rigid than the metal material, e.g., carbon or, preferably silicon carbide (S i _C).

また、図１に示すように、コイルスプリング１３が第一密封環１１に接触する接触部８から、シール面２１までの軸方向の寸法は小さく設定されているのが好ましい。つまり、環状部１６を薄く構成するのが好ましい。これにより、第一密封環１１のひずみを効果的に生じさせることができる。
また、複数のコイルスプリング１３それぞれの前記接触部８は、同一円上に位置するが、この同一円の直径Ｄ２と、環状のシール面２１の直径（シール面２１の径方向中央点を結ぶ円の直径）Ｄ１とを比較すると、直径Ｄ２が直径Ｄ１よりも大きくなっている（Ｄ２＞Ｄ１）。このため、シール面２１が支点となり、コイルスプリング１３から第一密封環１１が受ける力によって、第一密封環１１に曲げモーメントが作用し、これに応じたひずみが発生する。 Moreover, as shown in FIG. 1, it is preferable that the axial dimension from the contact part 8 where the coil spring 13 contacts the first sealing ring 11 to the seal surface 21 is set small. That is, it is preferable to make the annular portion 16 thin. Thereby, the distortion of the 1st sealing ring 11 can be produced effectively.
The contact portions 8 of the plurality of coil springs 13 are located on the same circle. The diameter D2 of the same circle and the diameter of the annular seal surface 21 (a circle connecting the radial center points of the seal surfaces 21). The diameter D2 is larger than the diameter D1 (D2> D1). For this reason, the sealing surface 21 serves as a fulcrum, and a bending moment acts on the first sealing ring 11 due to the force received by the first sealing ring 11 from the coil spring 13, and a strain corresponding to this is generated.

また、メカニカルシール７は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。また、このメカニカルシール７を備えている軸封装置１も他の形態のものであってもよい。
前記各実施形態では、メカニカルシール７が有するコイルスプリング１３の数を１２個としたが、これに限定されず、例えば１２個よりも大きな数であってもよく、１２個よりも小さな数であってもよい。
また、軸封装置１が備えているスリーブ５やフランジ４についても、図示した形態に限らず他の構成であってもよい。 Further, the mechanical seal 7 is not limited to the illustrated form, and may be in another form within the scope of the present invention. Further, the shaft seal device 1 provided with the mechanical seal 7 may have another form.
In each of the above embodiments, the number of the coil springs 13 included in the mechanical seal 7 is twelve. However, the number is not limited to this. For example, the number may be larger than twelve, or may be smaller than twelve. May be.
Further, the sleeve 5 and the flange 4 provided in the shaft seal device 1 are not limited to the illustrated form, and may have other configurations.

２：軸３：ケーシング７：メカニカルシール
１１：第一密封環１２：第二密封環１３：コイルスプリング（弾性部材）
２１：第一シール面２２：第二シール面Ａ：環状空間（機内領域）
Ｂ：外部（機外領域）Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３，Ｇ４：グループ
Ｋ１：第一領域Ｋ２：第二領域Ｎ：不存在区間
Ｐ１：周方向ピッチＰ０：周方向ピッチ 2: Shaft 3: Casing 7: Mechanical seal 11: First seal ring 12: Second seal ring 13: Coil spring (elastic member)
21: First seal surface 22: Second seal surface A: Annular space (in-machine region)
B: External (external area) G1, G2, G3, G4: Group K1: First area K2: Second area N: Absent section P1: Circumferential pitch P0: Circumferential pitch

Claims

A mechanical seal for preventing fluid existing in an annular space formed between the shaft and the casing from leaking to the outside,
A first sealing ring having an annular first sealing surface on one side in the axial direction;
A second sealing ring having an annular second sealing surface in sliding contact with the first sealing surface;
A plurality of elastic members provided in a circumferential direction along the first seal ring, and applying an axial force to the first seal ring to press the first seal surface against the second seal surface;
With
The plurality of elastic members are divided into a plurality of groups constituted by a predetermined number of the elastic members continuously arranged in the circumferential direction, and the first sealing ring is subjected to an axial force of the elastic members belonging to the group. The first region where the generated strain is large and the second region where the strain is smaller than the first region are alternately present along the circumferential direction ,
Between the groups adjacent in the circumferential direction, a non-existing section in which the elastic member does not exist is interposed, so that the first region and the second region are along the circumferential direction in the first sealing ring. Exist alternately,
The circumferential pitch of the elastic members belonging to each group is set smaller than the circumferential pitch of the elastic members when it is assumed that the plurality of elastic members are arranged at equal intervals along the circumferential direction. Mechanical seal characterized by

The mechanical seal according to claim 1 , wherein the number of the elastic members included in each group is the same.

The mechanical seal according to claim 1 or 2 , wherein the plurality of elastic members are divided into groups of 2 or more and 4 or less.